铁路货车车轴加工中CNC机床的应用分析

侯宏春

摘 要：因现阶段下，铁路货车作为与国民日常生产生活息息相关的运输手段，受到了国民的关注。而车轴作为铁路货车质量保障的重要部分，其在加工期间还可能存在尺寸不符、质量无法满足铁路货车长期运输等问题，因此本文主要针对铁路货车车轴加工中的CNC机床的应用进行了探讨与分析，以期能够为相关工作人员的后续研究提供良好的借鉴，也为提高铁路货车车轴的质量奠定坚实的基础。

关键词：铁路货车；车轴加工；CNC机床；应用分析

前言

现阶段下，铁路货车为国民生活生产提供了大量的便利条件，将各地所需要的物品与生活用品进行了全国范围内的运输，减小了环境、季节等客观原因对国民日常生活生产的影响。但因其需要长期进行运输活动，因此铁路货车的质量显得尤为重要，也同样受到了大量人民群众与专业人士的关注与重视。而车轴作为铁路货车中重要的组成部分，加强对车轴加工，可有效提高货车的运行速度与运行质量。因此随着相关技术的提高，我国开始利用CNC机床来对铁路货车车轴进行加工，以保证其应用的准确性与效率性，为铁路货车的运行安全提供保障。

1.车轴钢材料

我国在铁路货车车辆车轴所的材料多为碳素结构钢。但从1950年至1980年左右，开始将优质碳素结构钢作为车轴专用材料，因该材料内部含有磷、硫量较少，且对于人体有害的杂质含量也非常的低，因此使优质碳素结构钢内部的纯度与化学成分均匀度都非常的好[1]。铁路货车车轴所应用的优质碳素钢的性能是否优异，则取决于其内部的其内部的碳含量。如果碳的含量增加，货车车轴内的钢强度、硬度也会随之增大，这一系列操作所带来的便是塑性、韧性与可焊接性降低的效果。

2.CNC机床加工

计算机数字控制机床，即CNC机床，其别名又称为数控机床或数控车床，其是在计算机技术发展日益迅速的今日所衍生出来的一种新型的机床操作技术。通过计算机数字技术对其进行控制的，一种借助已有程度来控制系统的自动化机床。该控制系统因提前在计算机中进行了编制与运行，因此其拥有一定的逻辑性。能够对控制编码或者其他符号指令进行识别，并根据规定的顺序进行操作，实现译码工作。之后，对机床作出指令，使其可以实现自动化运行并加工零部件。铁路货车车轴作为其重要的部件之一，其质量对于货车整体运行安全性而言，具有非常直接的影响。因此在制作铁路货车车轴时，要保证其质量符合操作要求，尤其是要做好圆弧成型车轴的质量保障。要将可能影响铁路货车运行稳定性安全性的事件降至最低，同样也可减少切轴事故发生的可能性。

3.铁路货车车轴在CNC机床中的加工

CNC机床加工是借助计算机数据信息技术，对机床发出数字化的指令，进而使其来完成一系列的自动化操作。但为了所加工的车轴能够符合铁路货车的实际需求，需要在加工前做好准备工作，进一步确保车轴的质量与应用有效性。

3.1对车轴部件图进行分析，选择合适的加工工艺

1）需要根据车轴部件的加工特点来选择适当的加工工艺，以保证车轴最终的质量。在加工前，部件间的需要进行预留，即在直径尺寸与两处圆弧处保持4～5mm的预留空间。与此同时，为节省生产周期，需要提高机床的利用率，因此可将车轴加工分为半精车与精车两道工序，最终实现磨削成型目的。

2）工件装夹方式的确定。即半精车对车轴进行单一端口的加工，而精车则为双端口的加工。

3）最佳切削参数选择。结构车轴的性能与CNC机床的加工需求，来确定铁路货车车轴的最佳切削参数。

4）切削液的选择。切削液的功能要满足降低切削温度、提高加工精准度與刀具设备耐用性等需求。

5）坐标系原点确定。以车轴为原点进行试切对切点，然后利用计算苏式得到 工件零点的偏置。

3.2运动轨迹点的坐标计算方法

因车轴圆弧间是具有相切性的，因此为了保证铁路货车车轴在加工期间能够实现理想中的精确度，那么便需要借助CAD绘图的方式来得到各个基点间的坐标值，即铁路货车车轴间最为准确的点。

3.3编制车轴加工程序

在完成了上述一系列的操作后，便需要针对铁路货车车轴的程度进行编制。在编制阶段，需要借助步骤二中所计算出来的精神性较高的坐标值，然后根据CNC机床所发出的运行指令来进行操作。完成程度的编辑与制作后，便能够利用CRT/LCD面板上的功能键或者是RS-232C通信口将铁路货车车轴加工的程序录入其中，进行操作。

3.4仿真绘图与首件试切

将铁路货车车轴加工程度录入到设备中，在TUTO方式下，按下CRPHA功能键，开始进行仿真绘图，之后需要再次验证程度是否正确。为了确保所设置的程度以及仿真图内数据的真实有效性，还需要进行首件试切操作，来以样件的形式证实铁路货车车轴设计是否满足实际需求，保证万无一失。

结束语

车轴作为铁路货车中重要的组成部件，对于其整体质量及运行的安全可靠性具有直接性地影响。因此要保证车轴应用的有效性，则要从加工时便做好质量。在本文中主要借助CNC机床技术对其进行了一系列的生产操作，在计算机数字信息技术的支持下，实现机床自动化操作与零件的生产，且在此期间还通过运动轨迹点计算来确保坐标的准确性，然后编制车轴加工程序，做好仿真绘图来证实车轴部件各个坐标的尺寸问题，且通过首件试切来进一步确定车轴能够符合铁路货车实际应用需求，从根本上便将因车轴质量问题所导致的安全隐患控制在最小范围内，为铁路货车运行安全奠定坚实的基础。

参考文献

[1] 王超.在铁路货车车轴加工中CNC机床的应用分析[J].时代农机，2016，43（11）：20+22.